Hồ quang điện là gì?

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Hãy cùng Toploigiai tìm hiểu cho tiết về hồ quang điện qua bài viết dưới đây nhé!

Hồ quang điện là gì? 

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Trên thực tế, hồ quang điện là dạng đặc biệt thứ tư của plasma, được tạo ra qua sự trao đổi điện tích liên tục. Nó thường sản sinh ra ánh sáng nhìn thấy được và sự tỏa nhiệt mạnh. Hồ quang điện đặc trưng bởi điện áp thấp hơn sự phóng điện phát sáng (hiện tượng xảy ra trong các bóng đèn khí như đèn neon từ 100 V đến vài nghìn V) và phụ thuộc vào sự phát xạ nhiệt của các electron từ hai điện cực.

+ Dòng điện chạy qua chất khí đi từ catot đến anot là dòng electron, có cả ion âm.

+ Các ion âm và eletron tới va chạm với anot, khiến anot nóng lên. Nhiệt độ có thể lên đến 3500^oC.

+ Anot phát sáng mạnh và hầu hết các vật liệu sẽ bị nóng chảy, thậm chí bay hơi.

+ Anot bị lõm vào khiến cho mạch điện bị nối tắt.

+ Đồng thời các ion dương cũng tới đập vào catot khiến catot duy trì trạng thái nóng đỏ ban đầu và sản sinh các eletron.

+ Chất khí giữa 2 cực vì ở nhiệt độ cao nên bị ion hoá và có khả năng dẫn điện tốt, kéo theo điện trở của khí trong hồ quang điện là rất nhỏ. Cường độ dòng điện trong mạch lúc này có thể khá lớn, lên đến hàng chục ampe và hiệu điện thế thấp.

- Trên thực tế, hồ quang điện là một dạng plasma được tạo ra qua sự trao đổi điện tích liên tục và thường kèm theo sự tỏa sáng, tỏa nhiệt mạnh.

Tính chất cơ bản của hồ quang điện

* Các tính chất cơ bản:

Hiện tượng phóng điện hồ quang hầu hết chỉ xảy ra khi dòng điện có trị số lớn.

Trung tâm hồ quang thường có nhiệt độ rất lớn, trong các khí cụ nhiệt độ có thể lên đến 6000 ÷ 80000K

Ở cathode, mật độ dòng điện lớn, vào khoảng 104 ÷ 105 A/cm²

Thực tế, sụt áp ở cathode không phụ thuộc vào dòng điện, và thường bằng 10 ÷ 20V

Ứng dụng hồ quang điện trong đời sống

Bên cạnh những trường hợp tiêu cực, hiện tượng hồ quang điện được ứng dụng rộng rãi trong đời sống

– Nhờ vào nhiệt độ cao, người ta dùng hồ quang điện trong việc hàn điện cụ thể là một cực của hồ quang là tấm kim loại cần hàn, còn cực kia là que hàn. Khi nhiệt độ cao làm que hàn nóng chảy và lấp chỗ cần hàn lên tấm kim loại.

– Hồ quang điện được dùng trong lò luyện phôi nhiệt, nấu kim loại. Dùng năng lượng của nó để làm nóng và đun chảy vật liệu chất vào lò.

– Ngoài ra, hồ quang điện được ứng dụng trong ống phóng điện tử hoặc quá trình làm đèn phát sáng

Tác hại của hồ quang điện 

Hồ quang điện đem lại nhiều lợi ích và ứng dụng trong cuộc sống. Tuy nhiên nó cũng có một số tác hại nhất định.

+ Đối với sức khỏe con người

Tia hồ quang điện có sức mạnh rất lớn. Nhiệt độ xung quanh vùng phóng hồ quang rất cao lên đến vài nghìn độ, Có thể làm biến dạng các vật chất xung quanh nó. Khi chúng ta trực tiếp nhìn vào. Tia hồ quang làm chết các tế bào niêm mạc mắt. Đó là lý do tại sao nếu không được bảo vệ, khi hàn điện hồ quang sẽ dẫn tới đau mắt hàn. Bong da mặt, da tay do chết hết các tế bào bên ngoài. Trong một số trường hợp hồ quang phóng thẳng vào người gây bỏng nặng, rất nguy hiểm.

+ Đối với các thiết bị điện

Hiện tượng phóng hồ quang điện làm cho các thiết bị điện như: cầu chì, cầu dao, máy cắt, trạm biến áp… bị phá huỷ. Nguyên nhân là do sự thay đổi điện áp đột ngột, ngắt mạch hệ thống cục bộ. Các tiếp điểm động lực bị đánh mòn và hỏng hóc dưới nền nhiệt tăng cao.

Ngoài ra, nếu sử dụng hồ quang ở môi trường có chất dễ cháy sẽ dễ gây ra hỏa hoạn.